本文对人体髋关节系统定制型假体设计理论与方法进行了研究。人体髋关节系统由股骨和骨盆组成，本文分析了人体髋关节系统股骨和骨盆上的应力分布情况，利用这些应力分析的结果来指导定制型髋关节以及半骨盆假体的设计。 髋置换的目的是为了解除患者髋部疼痛、矫正股骨畸型以及重建髋关节的功能。全髋置换手术每年都在增多。在大量的髋关节置换手术中，许多假体都是从标准型假体中选出，手术中要准备多个髋关节股骨柄假体，选出较为合适的股骨柄假体植入患者体内。然而，在一些临床病例中，由于关节和股骨较为畸异，无法为患者选出适当的标准型假体，需要为这些特殊病人定制假体。在设计定制型人工髋关节时，通常都考虑了人体股骨骨胳和肌肉系统的解剖学特征，髋关节股骨柄假体与患者股骨腔匹配较好，有利于改善力从假体向骨的传递。在临床上骨科医生越来越喜欢采用定制型髋关节假体。目前定制型髋关节假体设计主要根据患者的CT片，这种设计定制髋关节假体的方法存在着一定的缺陷。如在人工髋关节翻修术中，无法获得可用于设计患者髋关节假体的CT片；另外，假体设计过程较为复杂，设计工作量较大。本文主要研究基于X线片定制型人工髋关节假体的设计方法。髋臼是人体髋关节的一部分，由人体骨盆上的髂骨、坐骨和耻骨组成。临床上，许多骨盆手术常常涉及到髋臼的重建，以恢复患者髋关节的功能。因此本课题也对人体骨盆假体的设计进行了一定的探索。本文的主要工作可以归纳为以下几点： 定制人工髋关节股骨柄假体设计时都需要在CAD软件上对股骨近端进行三维重建，但是二维的X线平片不能提供股骨横截面的解剖结构，通常情况下，是无法用X线片三维重建出股骨近端的。为了解决这一问题，本文提出构建一个中国人股骨近端截面平均数据库。本文对八十根股骨样本进行了CT扫描；采用医学图像处理手段，获得股骨样本的轮廓曲线，在CAD中构造了这些股骨样本模型；根据股骨特征，每根股骨样本上提取出二十六个股骨截面轮廓线；在CAD软件中采集每一根股骨样本二十六层截面的数据；最终采用数据统计的方法统计出一个中国人股骨近端截面平均数据库。 根据统计出来的中国人股骨近端截面平均数据库，本文开发了基于X线片三维重建患者股骨近端(或股骨近端髓腔的)的软件程序。根据患者股骨X线片可以确定出股骨二十六个截面位置以及截面的包络矩形；根据截面的包络矩形与平均截面的包络矩形平移、拉伸(或压缩)平均截面，生成新的截面形状；根据截面位置重新排布新的截面，就可以三维重建出患者大致股骨近端或(近端髓腔)模型。本文根据几个股骨样本的X线片，三维重建了这几个股骨样本的近端，并将重建出的股骨样本近端截面与从CT中提取出的相应截面进行了比较，发现两种截面比较相近，分析发现这几个样本基于X线片三维重建出的股骨近端完全可用于定制型假体设计。 本文开发了从患者X线片上提取患者股骨解剖数据并设计定制型髋关节假体的软件程序，包括x线片的扫描，股骨腔的获得，假体设计，匹配程度分析，以及绘制二维加工图。X线片扫描处理后，根据股骨解剖数据以及一些设计参数值首先设计出一个髋关节股骨柄假体模型；将髋关节股骨柄假体模型模拟植入基于患者x线片构建出的患者大致股骨近端或(近端髓腔)模型，分析股骨柄假体是否与患者股骨腔相匹配，如果分析出的结果并不满意，可以修改设计参数值重新设计出一个髋关节股骨柄假体模型，直至满意为止。本文为两根股骨样本设计了股骨柄假体，采用计算机模拟以及手术植入方法分别对假体设计是否可行进行了验证。 本文根据人体骨盆应力分布与应力走势有限元分析结果，并综合现有的一些半骨盆假体模型，对不同切除部位的半骨盆假体结构形状设计进行了探索性研究。